Forskere forudser et nyt superhårdt materiale med unikke egenskaber

Et internationalt hold af forskere har rapporteret om et nyt superhårdt materiale, der kunne bruges til boring, maskinbygning og andre områder. Den nye wolframboride, de opdagede, overgår den meget brugte pobedit, et hårdt wolframcarbid og kobolt kompositmateriale med kunstig diamant i mellem. Resultaterne af deres undersøgelse blev offentliggjort i det velrenommerede videnskabelige tidsskrift, det Journal of Physical Chemistry Letters .

Superhårde stoffer har et bredt anvendelsesområde i brøndboring, maskinbygning, metalbearbejdning, forsvarsindustrien, medicin og mange andre områder. Det hårdeste kendte materiale, diamant, er en uoverkommelig for mange applikationer. Dens fjerne konkurrent, pobedit, har været uovertruffen i de sidste 80 år. Udviklet i 1930'erne, det blev brugt under Anden Verdenskrig til at fremstille panserværnskapper (ordet "pobedit" er faktisk afledt af det russiske "pobeda, " som betyder "sejr") og har været brugt i årtier til at fremstille borekroner til boreriggene. Hårdere materialer kræver enten højere tryksyntese eller har meget lavere brudsejhed.

Et team af videnskabsmænd ledet af professor Artem Oganov fra Skoltech og Moskva Institut for Fysik og Teknologi (MIPT) brugte USPEX evolutionære algoritme til at forudsige et nyt materiale, WB5, som kan syntetiseres ved normalt tryk og med succes kan konkurrere med pobedit i de to mest essentielle parametre - hårdhed og brudsejhed - som er 50 procent højere og 20 procent lavere, henholdsvis, for WB5 sammenlignet med pobedit. Det nye materiale er en hidtil ukendt forbindelse, som let kan opnås under normale forhold. Skoltech-forskerne udførte deres undersøgelse inden for rammerne af Gazprom Nefts storstilede projekt med det formål at skabe nye materialer til boreapplikationer.

"Før vi opdagede det nye materiale, vi havde studeret en masse systemer på computeren, forsøger at forudsige stabile kemiske forbindelser og beregne deres egenskaber. Det var ret interessante stoffer, selvom de næppe kunne konkurrere med pobedit. På et tidspunkt, Jeg troede, vi aldrig ville slå pobedit, som har stået fast i næsten et århundrede, og med god grund. Men pludselig, vi så et glimt af håb, og fandt snart en unik forbindelse, WB5, " siger undersøgelseslederen Artem Oganov.

"Wolfram-bor-systemet har været genstand for en lang række eksperimentelle og teoretiske undersøgelser, og det er overraskende, at denne forbindelse ikke er blevet opdaget før nu, " sagde undersøgelsens første forfatter Dr. Alexander Kvashnin.